《单片机课程设计-数字电子秒表》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机课程设计-数字电子秒表（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、烟台大学 单片机课程设计I目录1 硬件设计 .11.1 总体方案的设计 .11.2 单片机的选择 .31.3 显示电路的选择与设计 .51.4 按键电路的选择与设计 .81.5 时钟电路的选择与设计 .91.6 复位电路的选择与设计 .101.7 系统总电路的设计 .122 软件设计 .142.1 程序设计思想 .142.2 系统资源的分配 .142.3 主程序设计 .142.4 中断程序设计 .153 数字电子秒表的安装与调试 .183.1 软件的仿真与调试 .183.2 硬件的安装与调试 .19结 论 .26参考文献 .27附录 A 电路系统总装图附录 B 程序附录 C 电路原理图烟台大学
2、 单片机课程设计01 硬件设计1.1 总体方案的设计数字电子秒表具有显示直观、读取方便、精度高等优点，在计时中广泛使用。本设计用单片机组成数字电子秒表，力求结构简单、精度高为目标。设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制器，计时与显示电路和回零、启动和停表电路等。主控制器采用单片机 AT89C51，显示电路采用共阴极 LED 数码管显示计时时间。本设计利用 AT89C51 单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，使其能精确计时。利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。P0 口输出段码数据，P2.2-P2.4 口作列扫描输出，P1.1、P3.2、P3.3 、P2.5 口接四
3、个按钮开关，分别实现开始、暂停、清零和查看上次计时时间功能。电路原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后在正确性和布局合理的前提下力求美观。硬件电路图按照图 1.1 进行设计。图 1.1 数字秒表硬件电路基本原理图根据要求知道秒表设计主要实现的功能是计时和显示。因此设置了四个按键和五位数码管显示时间，三个按键分别是开始，停止、复位和查看上次计时时间按键。利用这四个键来实现秒表的全部功能，而三位数码管则能显示最多 99.9 秒的计时。本设计中，数码管显示的数据存放在内存单元 79H7DH 中。其中 79H 存放毫秒位数据，7AH 存放十毫秒位数据，7BH 存放百毫秒位数据，7CH 存
4、放秒位数据，7DH 存放十秒位数据，每烟台大学 单片机课程设计1一地址单元内均为十进制 BCD 码。由于采用软件动态扫描实现数据显示功能，显示用十进制 BCD码数据的对应段码存放在 ROM 表中。显示时，先取出 79H-7DH 某一地址中的数据，然后查得对应的显示用段码，并从 P0 口输出，P2 口将对应的数码管选中供电，就能显示该地址单元的数据值。最终缓存区则设置为 59H-5DH，数据存放规则和 79H-7DH 一样。分别对应存放毫秒位至十秒位数据。与 79H-7DH 存储区不一样的是：59H-5DH 存储的内容为数字秒表上一次计时显示的时间。而 79H-7DH 为当前计时时间存储区。计时
5、采用定时器 T0 中断完成，定时溢出中断周期为 1ms，当一处中断后向 CPU 发出溢出中断请求，每发出一次中断请求就对毫秒计数单元进行加一，达到 10 次就对十毫秒位进行加一，依次类推，直到 99.9 秒重新复位。 再看按键的处理。这四个键可以采用中断的方法，也可以采用扫描的方法来识别。复位键和查看主要功能在于数值复位和查询上次计时时间，对于时间的要求不是很严格。而开始和停止键则是用于对时间的锁定，需要比较准确的控制。因此可以对复位和查看按键采取扫描的方式。而对开始和停止键采用外部中断的方式。设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制器，显示电路和回零、启动、查看、停表
6、电路等。主控制器采用单片机 AT89C51，显示电路采用共阴极 LED 数码管显示计时时间，四个按键均采用触点式按键。1.2 单片机的选择本课题在选取单片机时，充分借鉴了许多成形产品使用单片机的经验，并根据自己的实际情况，选择了 ATMEL 公司的 AT89C51。ATMEL 公司的 89 系列单片机以其卓越的性能、完善的兼容性、快捷便利的电擦写操作，低廉的价格、超强的加密功能，完全替代 87C51/62 和 8751/52，低电压、低电源、低功耗，有DIP、PLCC、QFP 封装，有民用型、工业级、汽车级、军品级等多种温度等级，是当今世界上性能最好、价格最低、最受欢迎的八位单片机 3。AT8
7、9C51P 为 40 脚双列直插封装的 8 位通用微处理器，采用工业标准的 C51 内核，在内部功能及管脚排布上与通用的 8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主 IC 内部寄存器、数据 RAM 及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号 IR 的接收解码及与主板 CPU 通信等。单片机的外部结构烟台大学 单片机课程设计2AT89C51 单片机采用 40 引脚的双列直插封装方式。图 1.2 为引脚排列图， 40 条引脚说明如下：外接晶振引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1 内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。当采
8、用外部振荡器时，此引脚接地。 XTAL2 内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。图 1.2 单片机引脚图控制或与其它电源复用引脚 RST/VPD，ALE/ ， 和 /VppPROGSENA RST/VPD 当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变） ，将使单片机复位在 Vcc 掉电期间，此引脚可接上备用电源，由 VPD 向内部提供备用电源，以保持内部 RAM 中的数据。 ALE/ 正常操作时为 ALE 功能（允许地址锁存）提供把地址的低字节锁存到外部锁PROG存器，ALE 引脚以不变的频率（振荡器频率的 1/6）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲，ALE 端可以驱动（吸收或输出电流）八个 LSTTL 电路。对于 EPROM 型单片机，在 EPROM 编程期间，此引脚接收编程脉冲（ 功能）PR烟台大学 单片机课程设计3 外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间，PSEN在每个机器周期内两次有效。 同样可以驱动八 LSTTL 输入。PSEN /Vpp、 /Vpp 为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当 /Vpp 为高电平时，A EA访问内部程序
